(57)【要約】  【課題】  構造物の柱梁架構面内に、制震ダンパーとブレース材とを組み合わせて各々の機能を十分に発揮できる構成で設置することにより、制震ダンパーとブレース材を設置する柱梁架構面の総数を低減し、開口部の計画や設計の自由度を高められる構造物の制震構造を提供する。  【解決手段】  構造物の柱梁架構面内３に制震ダンパー４とブレース材５とを組み合わせて設置して成る構造物の制震構造であって、梁２スパンのほぼ中央部に設置され、ブレース材５は、上下の梁２、２の間に配置され、前記制震ダンパー４の曲げ変形を拘束するように組み合わされている。【選択図】  【図１】
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の柱梁架構面内に制震ダンパーとブレース材とを組み合わせて設置して成る構造物の制震構造であって、
制震ダンパーは、梁スパンのほぼ中央部に設置され、ブレース材は、上下の梁の間に配置され、前記制震ダンパーの曲げ変形を拘束するように組み合わされていることを特徴とする、構造物の制震構造。
【請求項２】
制震ダンパーは、粘性体ダンパー、オイルダンパーなどの速度依存型ダンパー、又は普通鋼、低降伏点鋼などの履歴型ダンパーであることを特徴とする、請求項１に記載した構造物の制震構造。
【請求項３】
ブレース材は、普通鋼、低降伏点鋼などの座屈補剛ブレースであることを特徴とする、請求項１又は２に記載した構造物の制震構造。
【請求項４】
ブレース材は、柱梁架構面内に、山形状、倒立山形状、Ｘ形状に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した構造物の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構造物の制震構造の技術分野に属し、更に云えば、構造物の柱梁架構面内に制震ダンパーとブレース材とを組み合わせて設置して成る制震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の制震構造に係る技術としては、構造物の柱梁架構面内に、粘性体ダンパー、オイルダンパーなどの速度依存型ダンパー、或いは普通鋼、低降伏点鋼などの履歴型ダンパーなどの地震エネルギー吸収用ダンパーを設置することにより、当該ダンパーが柱梁架構の変形に追従動作して地震エネルギーを吸収して建物の応答を低減する技術がよく知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００３】
一方、構造物の耐震構造に係る技術としては、柱梁架構面内に、Ｋ形ブレース、或いは偏心Ｋ形ブレースなどのブレース材を設置することにより、当該ブレース材が柱梁架構の変形を抑制して柱及び梁の座屈や破壊を防ぐ技術がよく知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６０８７３号公報
【特許文献２】特開２００３−３２１９４５号公報
【特許文献３】特開平１０−１３１５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したとおり、前記ダンパーとブレース材は、それぞれの目的・作用が異なるので、従来はそれぞれの目的・作用を達成するように別異の柱梁架構面内に設置していた。そのため、構造物の柱梁架構面が前記ダンパーとブレース材の設置により多く塞がれてしまい、開口部の計画や設計の自由度が制限されていた。
【０００６】
本発明の目的は、構造物の柱梁架構面内に、制震ダンパーとブレース材とを組み合わせて各々の機能を十分に発揮できる構成で設置することにより、制震ダンパーとブレース材を設置する柱梁架構面の総数を低減し、開口部の計画や設計の自由度を高められる構造物の制震構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係
る構造物の制震構造は、図１に示したように、
構造物の柱梁架構面内３に制震ダンパー４とブレース材５とを組み合わせて設置して成る構造物の制震構造であって、
制震ダンパー４は、梁２のスパンのほぼ中央部に設置され、ブレース材５は、上下の梁２、２の間に配置され、前記制震ダンパー４の曲げ変形を拘束するように組み合わされていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構造物の制震構造において、制震ダンパー４は、粘性体ダンパー、オイルダンパーなどの速度依存型ダンパー、又は普通鋼、低降伏点鋼などの履歴型ダンパーであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した構造物の制震構造において、ブレース材５は、普通鋼、低降伏点鋼などの座屈補剛ブレースであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した構造物の制震構造において、ブレース材５は、柱梁架構面内３に、山形状、倒立山形状、又はＸ形状に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る構造物の制震構造によれば、構造物の柱梁架構面内３に、制震ダンパー４とブレース材５とを組み合わせて各々の機能を十分に発揮できる構成で設置するので、制震ダンパー４とブレース材５とを別異の柱梁架構面内３に設置していた従来技術と比して、設置する柱梁架構面の総数を低減することができる。その分、逆に、制震ダンパー４やブレース材５を設置しない柱梁架構面の数が増えるので、開口部の計画や設計の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る構造物の制震構造は、構造物の柱梁架構面内の開口部の計画や設計の自由を高めるべく、以下のように実施される。
【実施例１】
【００１３】
図１は、請求項１に記載した発明に係る構造物の制震構造の実施例を示している。
【００１４】
この構造物の制震構造は、構造物の柱１と梁２の架構面内３に制震ダンパー４とブレース材５とを組み合わせて設置して成り、前記制震ダンパー４は、梁２のスパンのほぼ中央部に設置され、ブレース材５は、上下の梁２、２の間に配置され、前記制震ダンパー４の曲げ変形を拘束するように組み合わされていることを特徴とする（請求項１記載の発明）。
【００１５】
前記柱梁架構面内３に設置するブレース材５は、普通鋼を用いた山形状のブレース材５が使用されており、同面内空間における上下の梁２、２の間に左右対称配置に設置されている。具体的に、前記山形状のブレース材５の頂部５ａは、上側の梁２の中央部に接合されており、その二つの脚部４ｂ、４ｂはそれぞれ、下側の梁２と左右一対の柱１、１とで形成する各コーナー部に接合されている。
【００１６】
前記柱梁架構面内３に設置する制震ダンパー４は、いわゆる粘性体壁ダンパー４が一基使用されており、同面内空間における前記山形状のブレース材５の頂部５ａに形成した平面底部５ｃと下側の梁２との間に立つように設置されている。具体的に、この粘性体壁ダンパー４は、柱梁架構面内３の成に対しほぼ２／３程度の成とされ、同粘性体壁ダンパー４の粘性体容器を形成する外側の抵抗板４ａは、下側の梁２の上端面に溶接等の固定手段で固定して立ち上げられ、内側の抵抗板４ｂは、前記ブレース材４の平面底部４ｃに溶接等の固定手段で固定されている。
【００１７】
なお、図示は省略するが、前記制震ダンパー４と前記ブレース材５との設置位置を上下逆にして実施することも勿論できる。すなわち、前記柱梁架構面内３に倒立山形状のブレース材を設置し、当該ブレース材の上面と上側の梁２との間に制震ダンパー４を設置して実施することもできる。
【００１８】
このように、前記山形状のブレース材５は、前記粘性体壁ダンパー（制震ダンパー）４の曲げ変形を拘束するように組み合わせて設けられ、同山形状のブレース材５の変形に追従（連動）して前記粘性体壁ダンパー４も変形することにより、構造物の揺れや変形等の地震応答を低減して、地震エネルギーを吸収する構成で実施されている。
【００１９】
したがって、上記構成の構造物の制震構造によれば、地震時に発生する地震エネルギーにより、構造物（柱梁架構）に、揺れや層間変形等の変形が発生すると、柱梁架構面内３に設置した前記ブレース材５が、その揺れや層間変形等の変形を抑制するように働くと同時に、前記粘性体壁ダンパー（制震ダンパー）４も変形することにより、構造物の揺れや変形等の地震応答を低減して、地震エネルギーを吸収するのである。
【００２０】
このように、請求項１記載の発明に係る構造物の制震構造によれば、構造物の柱梁架構面内３に、粘性体壁ダンパー４とブレース材５とを、当該ブレース材５が粘性体壁ダンパー４の曲げ変形を拘束するように組み合わせて設置する結果、前記ダンパー４とブレース材５の各々の機能を損なうことなく同時に発揮することができ、上述したような制震効果を効果的に発揮できるのである。
【００２１】
よって、粘性体壁ダンパー４とブレース材５とを一つの柱梁架構面内３に集約して設置できるので、制震ダンパーとブレース材とを別異の柱梁架構面内に設置していた従来技術と比して、設置する柱梁架構面３の総数を大幅に低減することができ、その分、逆に、前記ダンパー４等を設置しない柱梁架構面３の数が増えるので、開口部の計画や設計の自由度を高めることができる。また、前記粘性体壁ダンパー４とブレース材５は、各々の構成の相違から層間変形の最大応力発生時が異なるので、梁２に働く荷重が集中して大きくなることはなく、構造設計上、当該梁２に対する補強も特に必要としないか、或いは少なくて済む。さらに、副次的な効果として、前記粘性体壁ダンパー４は、従前の粘性体壁ダンパーの成に対しほぼ２／３程度の成で実施できるので、運搬が容易である。
【００２２】
なお、前記制震ダンパー４は、粘性体壁ダンパー４に勿論限定されず、オイルダンパーなどの速度依存型ダンパー、或いは、図２に示したように、普通鋼、低降伏点鋼などの履歴型ダンパー１４で実施することもできる（請求項２記載の発明）。この履歴型ダンパー１４は、地震エネルギーをその塑性変形によって吸収できる部材であり、様々なバリエーションに富む形態で実施可能である。具体的に、図示例の履歴型ダンパー１４は、間柱の一部（図２では中央部）を低降伏点鋼（極低降伏点鋼を含む）１４ａで形成して実施されている。
【００２３】
前記ブレース材５の材質は、普通鋼に限定されず、発生する地震エネルギーの大きさを考慮した構造物の構造設計に応じて、低降伏点鋼の座屈補剛ブレースでも実施可能である（請求項３記載の発明）。また、前記ブレース材５の形態は、山形状配置に限定されず、図２に示したように、履歴型ダンパー１４を中心とする左右対称配置に倒立山形状のブレース材１５を設置して実施することもできる。前記ブレース材１５は、前記履歴型ダンパー１４の曲げ変形を拘束するように組み合わせて設けることは勿論である。その他、図３と図４に示したように、履歴型ダンパー１４を中心とする左右対称配置にＸ形状配置のブレース材２５、３５を設置して実施することもできる（以上、請求項４記載の発明）。
【００２４】
ちなみに、図２に示したような構成の構造物の制震構造に地震エネルギーが入力した場合は、構造物（柱梁架構）に対して揺れや層間変形等の変形が発生しようとするが、柱梁架構面内３に設置した前記倒立山形状配置のブレース材１５が、その揺れや層間変形等の変形を抑制するように働くと同時に、前記履歴型ダンパー（制震ダンパー）１４が塑性変形することにより、構造物の揺れや変形等の地震応答を低減して、地震エネルギーを吸収するのである。
【００２５】
以上に実施例を図示例に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【００２６】
例えば、図５に示したように、粘性体壁ダンパーの成は柱梁架構面内３の成と同等で実施することもできる。即ち、図示例の粘性体壁ダンパー２４は、その粘性体容器を形成する外側の抵抗板２４ａを、下側の梁２の上端面に溶接等の固定手段で固定して立ち上げ、内側の抵抗板２４ｂを、鋼板２４ｃを介して、上側の梁２の下端面に溶接等の固定手段で固定して実施している。この場合、柱梁架構面内３に設置するブレース材５は、山形状配置のブレース材４５、４５が使用され、同面内空間に当該粘性体壁ダンパー２４を中心として左右対称配置に設置されている。具体的に、前記山形状配置のブレース材４５、４５の頂部４５ａ、４５ａはそれぞれ、上側の梁２スパンの中央部に固定された粘性体壁ダンパー２４の鋼板２４ｃの両端部に接合されており、その脚部４５ｂ、４５ｂはそれぞれ、下側の梁２と柱１とで形成する各コーナー部に接合されている。
【００２７】
この図５に示した実施例は、図１に示した実施例と比して、成の高い大容量の粘性体壁ダンパー（制震ダンパー）２４で実施することができるので、更に優れた制震効果を発揮できる利点がある。なお、この図５に示した実施例は、上記図１〜図４に示した実施例と相違して、前記ブレース材４５、４５と柱１と梁２との軸心が１点で交差しない、いわゆる偏心ブレース４５で実施している。そのため、２次応力が発生するので、前記上側の梁２を補強する鋼板２４ｃを設けて実施しているのである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】請求項１に記載した発明に係る構造物の制震構造の実施例を示した立面図である。
【図２】請求項１に記載した発明に係る構造物の制震構造の異なる実施例を示した立面図である。
【図３】請求項１に記載した発明に係る構造物の制震構造の異なる実施例を示した立面図である。
【図４】請求項１に記載した発明に係る構造物の制震構造の異なる実施例を示した立面図である。
【図５】請求項１に記載した発明に係る構造物の制震構造の異なる実施例を示した立面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    柱
２    梁
３    柱梁架構面（内）
４、１４、２４    制震ダンパー
５、１５、２５、３５、４５    ブレース材
【図１】
2005299171.tif 000003
【図２】
2005299171.tif 000004
【図３】
2005299171.tif 000005
【図４】
2005299171.tif 000006
【図５】
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